JPH01309082A

JPH01309082A - トナー濃度検知装置

Info

Publication number: JPH01309082A
Application number: JP63119365A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Takami; 伸雄高見
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-12-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、電子写真プロセスを有する画像形成装置（例
えば複写機）に係り、特に、トナー濃度検知装置に関す
る。

〔技術分野〕

電子写真プロセスを用いる画像形成装置において、発光
素子及び受光素子からなる反射型センサによって画像濃
度（トナー濃度）制御を行うものが知られている。これ
は、露光手段により感光体上に形成された一定の静電潜
像を現像手段により現像した場合において、現像手段の
トナー？怨度変化による感光体上画像の−ｔＲＹ変化を
、発光素子からの光の感光体上トナーでの吸収、飛散に
よる入射光量の変化として受光素子で検知し、現像手段
のトナー濃度制御部へフィードバックし、適正濃度に制
御するというものである。

しかし、この方式において、発光素子の光量及び受光素
子の感度、センサと感光体との位置精度のばらつき、経
時での発光素子光量の低下やセンサの汚れなどにより、
出力値は必ずしも一定でない。

この問題を解決するものとして、非作像部（地肌部）と
濃度検出用画像との出力値の比から濃度を検出するとい
う方法が一般に用いられている。

但しこの方法においても、地肌部へのトナー付着（地汚
れ）という問題が残る。この原因は、地肌部電位の変動
や現像剤の経時的変化、環境の変動によるものなど様、
ヤである。濃度変化の変動を積出する際の基準となるべ
き地肌部の変動は、安定した制御を行うにあたっての障
害となる。

またこの問題とは別に、センサ汚れに対しても問題は残
る。地肌部と濃度検出用画像の出力比による方法では、
多少のセンサ汚れは許容するものの、やはり安定した制
御を行うにあたっては好ましくなく、また著しい汚れは
、制御不能ということにもなっているものである。

しかしながらセンサのトナー付着は、以下に述べるよう
に不可避のものである。即ち、可視像化されたトナー像
を転写部材（転写紙）上に転写する画像形成装置におい
ては、濃度センサは、感光体周囲の現像手段と転写手段
との間に配置されるが、画像形成装置の小型化に伴い、
感光体まわりの構成を密としなければならず、必然的に
現像手段と濃度センサは近接するものとなる。また光学
的な検出という点からは、センサと感光体表のギャップ
はあまり広くとることは出来ないので４．感光体の回転
に伴う表面流を受けることとなる。

これらのことからセンサは、飛散トナーの付着し易いも
のとならざるを得ない。

もつとも画像形成時に、現像手段８感光体クリーニング
手段等から発生する飛散トナーによる濃度センサの汚れ
を防止する手段として１．濃度センサへの送風という方
法が考えられる。これは、濃度センサの発光面及び受光
面に風の流れを作り出し、浮遊するトナーの付着を防止
するというものである。

しかしながら送風においては、感光体上のトカー像を乱
し、機内流を乱すことで飛散が増え、更に、送風ファン
やダクトの大型化を余儀なくされろ、などからあまり大
きな風量、風圧での送風は困難である。

またこの画像形成時の飛散トナー以外に、画像形成装置
本体から現像手段を着脱する際の振動により、現像手段
の現像剤保持部からの現像剤こぼれやトナー飛散、また
画像形成中に、現像手段に付着したトナーの飛散、こぼ
れ落ちが発生し、濃度センサ汚れとなる。−とがある。

更に、メンテナンス等により現像剤交換を行った１合、
その現像剤は現像装置内で十分な帯電１を得ていない場
合があり、飛散の可能性が高いこ、ともある。

送風はトナー付着防止には効果があるが、−度センサ面
に付着したトナーを吹き飛ばすのは容易ではな（、大き
な風圧、風量が必要となってしまうが、これは事実、ヒ
困難なことは前述した通りである。また、現像手段を装
着した後、センサ面を清掃することも容易ではない。特
に通常の現像手段以外に、異なる色のトナーを有する現
像手段を用意し、現像手段の入れ換えにより、簡単な装
置で？ｊｉ数の色の画像を得る画像形成装置においては
、大きな問題となる。

上述したように、地肌部と画像パクーンの出力比に基づ
いて濃度制御を行う方式が広く行われている訳であるが
１．−の方式においても、基準である感光体地肌部検出
値の変動に対して、それがセンサ汚れや発光素子光ｆｆ
ｉ′ｇ動など濃度センサ側の変動に依るものなのか、感
光体地汚れなど被検出側の変動に依るものなのかは予測
出来ないという欠点があつｔ：。

〔目的）本発明は上述した背景に基づいてなされたものであり、
その第１の目的は、トナー飛散、その他の汚れや劣化に
影響されず、常に安定したトナー濃度検知が可能なトナ
ー濃度検知装置を提供することにある。また、第２の目
的は、感光体の汚れによる影響や濃度センサの汚れなど
による影響を個別に検出可能なトナー濃度検知装置を提
供することにある。

〔構成〕

この目的のために本発明は、濃度検知パターンの非検知
時、濃度センサを感光体より離反可能に設けると共に、
離反動作に連動して感光体と濃度センサとの間を遮断す
るシャッタを設けたことを特徴とするものである。

更に本発明では、シャッタの遮断時、（防塵）シャッタ
の濃度センサ対向面と濃度センサとのギャップを、濃度
検知時の１度センサと感光体とのギャップと等しくする
ことにより、シャッタの濃度センサ対向面を４度センサ
により検出可能とし、この検出値を濃度制御時の基準と
して用いることを可能とするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図はすべて本発明の実施例に係るもので、第１図は濃度
センサと感光体が対面した状態を示す正面図、第２図は
その側面図、第３図はシャッタを閉じた状態の濃度セン
サと感光体を示す正面図、第４図はその側面図、第５図
は濃度センサ保持部材の要部を示す平面図、第６図は同
斜視図、第７図はシャッタの要部を示す斜視図、第８図
は画像形成１枚毎の濃度検知タイミングを示すタイミン
グチャート、第９図は濃度センサによる読み取り制御ブ
ロック図、第１０図はそのサブルーチンフローチャート
である。第１図、第２図において、１はドラム状の感光
体、２はこの感光体ｌの表面と、ある距Ｎ（ギャップ）
Ｌｌをおいて対向する濃度センサであり、このｔｌＩ度
センサ２は板状の保持部材３の先端に取り付けられてい
る。この保持部材３は第２図に示すように、上方に付勢
されている弾性部材５により枠状のレール４の突起に係
止され、位置決めされている。このことによりギャップ
し、が保たれる訳であるが、ここで感光体ｌと濃度セン
サ２とのギャップＬ１は、濃度センサ２の設定時に決定
されるものである。また、シャッタ６がレール４に沿っ
て、感光体ｌの軸に平行な方向にスライド可能に設けら
れている。

図面の複雑化を避けるため、第１図ではレール４、弾性
部材５を、第２図ではシャッタ６を省略しである。

第１図、第２図に示す状態で濃度センサ２は、感光体１
上の）】度検知パターンの？】度を検知し得るようにな
っている。

第３図、第４図はシャック６をスライドさせて閉じた状
態を示す。即ち、第１図の状態から、シャッタ６は、ソ
レノイドとレバーからなるスライド装置（図示せず）に
より、レール４の溝に従って、図面左手方向に感光体ｌ
の軸と平行にスライド移動することによってこの１犬態
となる。、二のスラ・ｆド移劫に伴い、第１図の状態で
は、保持部材３の切欠き部３ａ（第５図、第６図に示す
）の位置にあったシャッタ６の突起部６ａも図面左手方
向に移動し、これにより濃度センサ２と保持部材３は図
面下方向に押し下げられ、突起部６ａの下側平坦面によ
って、濃度センサ２及び保持部材３は位置決めされる。

この状態においては、濃度センサ２の検知面は、シャッ
タ６によって飛散トナー等による汚れが防止されるもの
となる。

第３図のような状態において、スライドシャッタ６の濃
度センサ２に対向する面６ｂと、濃度センサ２とのギャ
ップＬ２が、第１図の感光体１と濃度センサ２とのギャ
ップＬ１に対して、Ｌｔ　＝Ｌ。

となるように突起部６ａの高さを設定することにより、
シャッタ６の濃度センサ対向面６ｂに対して反射光が検
出可能となる。勿論この場合この対向面６ｂは、初期状
態の感光体ｌの地肌部と同一の反射率を有している必要
がある。

そしてこの出力値を基準とし、感光体Ｌヒの濃度検知パ
ターン（基準トナー像）に対しての検出時の出力値を基
準値と比較することで、トナー濃度制御が可能となる。

尚、第４図において、レール４と感光体１の表面との距
離をり、とすれば、Ｌｌ＜Ｌｌ　とすることにより、感
光体ｌの着脱性を向上させることが出来る。

第６図、第７図の斜視図に示すように、保持部材３の切
欠き部３ａに、シャッタ６の突起部６ａが嵌合するよう
になっている。

第８図に示すタイミングチャートにおいて、（１）は画
像形成、（２）は濃度検知パターン、（３）はシャッタ
ソレノイド、（４）は濃度センサのＬ　Ｅ　Ｄ、（５）
はシャッタ６の濃度センサ対向面６ｂに対する濃度セン
サ２の出力値ＶＳＳ、（６）は濃度検知パターンに対す
る濃度センサ２の出力値ｖｓｐのそれぞれのタイミング
を示す。

このタイミングは、リピート画像形成の一部を示すもの
で、画像形成終了後、次の画像形成開始までの間で、濃
度検知用の検知パターンが形成される。この検知パター
ン形成に先立ち、シャッタスライド用のソレノイドがＯ
Ｎとされ、検知パターンが濃度検知可能の状態となる。

このとき１度センサ２のＬＥＤ点灯により、１度検知パ
ターンに対する濃度センサ２での出力４１　Ｖ　ｓ　ｐ
が得られる。

検出後はソレノイドがＯＦＦとされ、第３図のように濃
度センサ２は保護される。画像形成中のこの状態におい
て、再び濃度センサ２のＬＥＤはＯＮとされ、シャッタ
６の濃度センサ対向面６ｂに対する濃度センサ２の出力
値ＶＳＳが得られる。

第９図は前述した通りのブロック図であり、濃度センサ
２はＬＥＤとフォトトランジスタｐｈから構成され、そ
の出力信号はＣＰＵを含むメイン制御部７に入力され、
前述した如く、ＶＳＳとｖ、Ｐの比較結果に基づく判断
結果の出力値がドライバ８に出力され、必要に応じてト
ナー補給のクラッチ９が作動されるようになっている。

第１Ｏ図はトナー補給制御のフローチャートである。ま
ず３１（ステップト・・・・・以下同じ）で濃度センサ
（Ｐセンサ）のＬＥＤがＯＮされると、Ｓ２でｖｓｒの
チエツクタイミングかどうか判断される。チエツクタイ
ミングであればＳ３に進み、ｖｓｐ入力処理がなされ、
またそのタイミングでなければ、Ｓ４でＶＳＳのチエツ
クタイミングかどうか判断され、イエスであれば、Ｓ５
でＶＳＳの入力処理が行われる。そしてＳ６でＶ。＋Ｖ
ＳＩＦ人力済みかどうか判断され、イエスであればＳ７
に進み、Ｖｓｐ／Ｖｓｓが設定値より大きいかどうか判
断され、大きいと、トナー不足ということになるからＳ
８でトナー補給クラッチ９がＯＮされるし、小さければ
トナーが十分ということで８９でトナー補給クラッチ９
はＯＦＦの処理がなされる。

尚、本実施例における制御では、画像形成−枚毎に濃度
検知及び濃度制御を行っているが、これは一定枚数置き
に行うものであっても良い、また、濃度センサ２側での
変動は少ないものとして、基準であるＶＳＳの検出は毎
回行うものでないものでも良い。

また、本実施例における機構では、シャッタ６は感光体
ｌの軸に対して平行なスライドであったが、必ずしもこ
の方向でな（ても良い、更に、濃度センサ２は感光体１
の法線に平行な離間の方向となっているが、これは、離
間時のＬ２がり、と等しくなっていれば、他の離間の方
向、例えばある支点を中心としての濃度センサ２及び濃
度センサ保持部材３の回転による離間、などであっても
良い。

また、本実施例における感光体ｌの地汚れの検知方法と
して、感光体１の非画像形成部（地肌部）の濃度センサ
２での出力値Ｖｉａを検出し、基準検出値ＶＳＳと比較
するモードを設ける方法がある。

この方法におけるタイミングチャートを第１１図、また
、フローチャートを第１２図に示す。なお、第１１図に
おいて第８図と同様のものには同一の符号を付しである
。

地汚れの検知は、第１１図に示すように画像形成と画像
形成の間の画像形成ＯＦＦ時に、シャッタソレノイドを
ＯＮにし、同時に、濃度センサ２のＬＥＤをＯＮにする
ことにより、（７）で示されるように地肌に対する濃度
センサ２での出力値ＶＳＣを検出し、この出力値ｖ３゜
と基準検出値ＶＳＳを比較することによって行なわれる
。そして、この地汚れ検知結果により、−室以上の汚れ
が進行した場合、通常の画像形成を中止して、感光体重
回転による地汚れ除去を行う。

具体的には、第１２図のフローチャートに示すように、
まずＳｔｔで濃度センサ（Ｐセンサ）２のＬＥＤがＯＮ
かＯＦＦかを見て、ＯＦＦならば最初に戻り、ＯＮなら
ばＳ１２で地汚れの濃度センサ２の出力値Ｖ、。のチエ
ツクタイミングか否かを判断する。Ｓ１２でチエツクタ
イミングになっておればＳ１３で上記出力値Ｖ、の入力
処理を行い、チエツクタイミングになっていなければＳ
１４で基準検出値ｖ、３のチエツクタイミングになって
いるか否かを判断する。Ｓ１３で入力処理が行われたと
きには、Ｓ１６でＶ。とｖ！、がともに入力されている
か否かを判断し、入力済でないときには最初に戻り、入
力済のときにはＳＩＴでｖ！ＧとＶｌｌとの比が予め設
定した値よりも大きいか否かを判断する。そして、上記
比が設定値よりも大きいときには、地汚れの進行が画像
形成に悪影響を及ぼすまで進行していないとして初めに
戻る。−方、３１７で設定値よりも小さいと判断された
ときには、地汚れが画像形成に悪影響を及ぼすまで進行
していると見なして３１８の感光体重回転モードで感光
体のクリーニングを行い、最初に戻る。

また、前記Ｓ１４でＶＳＳのチエツクタイミングである
ときには、Ｓ１５でＶＳＳの入力処理を行って５１６に
進み、チエツクタイミングでないと判断されたときには
その才まＳ１６に進む、このような手順を経て、地汚れ
の検知および地汚れの除去が行われる。

なお、ｖ、Ｇの検出については、第１１図のタイミング
以外に、第８図に示すタイミングで行うこともできる。

この場合には、濃度検知パターン部でｖ　＝ｔ−ｔ−検
出し、濃度検知パターンの非形成部でｖ％、を検出する
ように設定し、両者を同じタイミングで検出して濃度検
知と地汚れの検知を同時に並行して行うことになる。

また、本構成においては、初期におけるＶＳＳをメモリ
ーしておき、経時においてのＶ。をその初期値と比較す
る二とに、４；す、濃度センサの汚れを検出することも
可能である。これは従来の濃度センサでの検知と異なり
、感光体の地汚れの影響を受けない有効な温度センサの
汚れ検出法である。

〔効果〕

本発明は以上述べた通りであり、本発明に係るトナー濃
度検知装置によれば、感光体、濃度センサの汚れや劣化
に影響されず、常に正確な濃度検知が可能となる。また
、経時での濃度センサ出力値の変化に対して感光体の汚
れによる影響と、濃度センサの汚れなどによる濃度セン
サの能力低下による影響を個別に検出することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は濃度センサと感光体が対面した状態を示す正面
図、第２図はその側面図、第３図はシャッタを閉じた状
態の濃度センサと感光体を示す正面図、第４図はその側
面図、第５図は濃度センサ保持部材の要部を示す平面図
、第６図は同斜視図、第７図はシャッタの要部を示す斜
視図、第８図は画像形成１枚毎の温度検知タイミングを
示すタイミングチャート、第９図は濃度センサによる読
み取り制御ブロック図、第１θ図はそのサブ−ルチンフ
ローチャート、第１１図は地汚れ検知動作におけるタイ
ミングチャート、第１２図は同動作を示すフローチャー
トである。ｌ・・・・・・・・・感光体、２・・・・・・・・・濃
度センサ、３・・・・・・・・・保持部材、６・・・・
・・・・・シャッタ、６ａ・・・・・・・・・温度セン
サの対向面。第１　図ぐ１第３図 ≦ 店５図第６図第１０図第１１図Ｖｓａ　　（７）ＯＦＦ第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子写真プロセスを有し、感光体上の濃度検知パ
ターンと、非画像形成時の基準となるべき地肌部との出
力比を濃度センサで読み取り、この結果に応じて現像手
段のトナー濃度を制御する画像形成装置のトナー濃度検
知装置において、濃度検知パターンの非検知時に濃度セ
ンサを感光体から離反可能にする手段と、離反動作に連
動して感光体と濃度センサとの間を遮断するシャッタと
を設けたことを特徴とするトナー濃度検知装置。
（２）遮断状態のシャッタの濃度センサに対する対向面
と濃度センサ間の距離と、濃度検知パターンの検知動作
時の感光体表面と濃度センサ間との距離を等しく構成す
ると共に、シャッタの濃度センサ対向面を感光体地肌部
と見做して検知すべく、同等の反射率を有する面に構成
したことを特徴とする請求項（１）に記載のトナー濃度
検知装置。
（３）感光体の地肌部のトナー付着を検出するために、
この地肌部とシャッタの濃度センサ対向面の反射率を濃
度センサにより検知し、両者の出力値を比較するよう制
御することを特徴とする請求項（１）に記載のトナー濃
度検知装置。